人工智能在軍事通信網絡中的應用：基于“零信任”方法

王倉紅，胡才雙

（廣東隆源光電有限公司，廣東 中山 528415）

1 軍事領域大量應用智能技術

高超音速武器的研發應用與網絡攻擊手段的疊加，加快了戰爭的速度，換句話說，速度成為戰爭取勝的決定因素。這里的速度不僅僅指通過物聯網（Internet of Things，簡稱 IoT）等科技手段能夠將戰機類武器或軍需品快速投放到軍事前線，而且還關系到突發事件的重大決策。遠程遙控系統在軍事領域的應用，戰機可以由人工智能（Artificial Intelligence，簡稱 AI）操控，而無需人類戰機駕駛員，這擺脫了由人類駕駛員操控戰機的諸多限制。在防空領域，應用 AI系統能夠在敵方導彈飽和攻擊時能夠更高效預警和攔截[1]，極速發現并摧毀敵方的導彈，從而更高效的保護軍事設施和人員，進而保護我們的城市[2]。例如，以色列的“鐵穹”防御系統（"Iron Dome " defense system）和美國的薩德系統（Terminal High Altitude Area Defense，簡稱 THAAD）。而人類的反應速度在面對這種飽和式攻擊時將不堪一擊。美國空軍研究實驗室（Air Force Research Laboratory，簡稱AFRL）所應用的“忠誠僚機”（Loyal Wingman）作戰概念，即將研制和設計的AI模塊應用在無人戰斗機上以增加其自主作戰的能力，并將有人戰機與無人戰機有效集成來協同作戰從而提高作戰效能。當然，需要強調的是，AI并非武器，它通過機器模擬和學習人類的智慧和行為，通過一定的算法設計，在海量數據的處理速度上超越人類，能給軍事武器裝備提供一種快速解析圖像或機密數據庫處理的助力，能夠提高軍事決策者的決策速度和決策精準度[1]，從而提高軍事行動中決策者的決策能力以保持其軍事優勢，同時，能夠消減軍事支出和降低士兵在作戰中的風險[2]。

1.1 “零信任”方法

為了保護智能武器系統的通信網絡免受來自敵方網絡攻擊的威脅，首先要了解網絡漏洞可能出現的地方，而網絡漏洞大多都出現在網絡節點，這些風險將不停的傳遞，從一個節點到另外一個節點。那么，一個可以保持網絡各節點安全的協調方式就顯得尤為重要[3]。技術的發展是一把雙刃劍，敵軍和其他犯罪分子也在利用這種發展優勢從事破壞活動，因此，靈活變通的協調防御方式就顯得尤為重要。在智能武器和 5G網絡的生態中，所有的軍用智能武器參與方包括器件制造商、網絡供應商、系統集成商和終端用戶，應該在其允許被接入、組裝和測試之前，優先識別、測試和查證各器件的健康狀況，這可以通過“零信任”（“ Zero Trust”，簡稱 ZT）方法來實現[3-4]。對所有應用在智能武器上的硬件、軟件和感應系統，從端到端進行可靠的、可檢驗的和基于證據的安全查證，這有助于減少智能武器生態系統的風險，尤其對其感應系統及網絡通信系統，在接入到設備前，需要對其安全級別進行估算，估算合格后才能將其接入資源。

1.2 通用加密技術

為了保護 AI的指令系統所發出的指令數據泄露或被截獲或損壞，指令系統應該用強大的加密方法來保護信號發出端與接收端之間的通信，這種加密方法不能太死板，應該隨著技術標準的進化而改進，有效增強其加密系統。集中式密鑰的管理應該被采納[5]，這種密鑰有助于減少“中間人”的攻擊（即通信雙方建立的聯系被攻擊者干預，而通信雙方毫無知覺）。為了防止軍事網絡通信數據在傳輸過程中的數據完整性被敵方黑客破壞，在軍事網絡通信中應用數字簽名技術，并結合主流的加密技術，形成新一代軍事通信網絡生態，在提高運行效率的基礎上保證通信數據安全，這也需要在每個加密節點進行安全和效率驗證，“ZT”方法同樣可以應用在軍事通信加密系統，降低在數字化時代數據傳輸的安全風險。

1.3 AI安全編排

AI和機器學習將在智能武器系統方面發揮重要作用，它們能夠極速識別時刻變化的風險，并通過設定好的程序消除或降低這種風險。因為他們能夠提供杰出的響應速度，精準的洞見和超越人類的智慧決策，以管理海量數據和超密集的信息傳輸，超低延遲響應速度來實現安全策略。機器學習和 AI在指令系統的安全構架中發揮著安全編排的作用（主要包括流量分析、深度數據檢測、威脅識別和感染隔離）[6]。AI將在自動武器系統中發揮重要作用，因為機器學習和 AI為武器系統組織提供了強大的新型工具以保護武器系統自動處理來自敵方的惡意攻擊，也能夠為軍事組織系統提供日益復雜的抵御工具。例如，首先利用 AI對數據進行分類，將分類后的數據接著進行初步分析，在自動初步分析的基礎上再結合人工分析，然后再將人工分析的結果數據反饋給 AI來改善對未來的預測，從而形成良性循環，為最關鍵的自動武器系統提供最佳的防御策略。這樣即創新了一個可靠的防御基礎，將速度的廣闊前景發揮到極致。當然，我們還需要應用“ ZT”方法，對 AI的作業流程進行必要的驗證，對其作業的每個節點的可靠性進行分析和查證，保證在安全的情況下提高效率。

2 彈性設計

彈性設計將 AI自動武器系統在預防或者安全度過極度破壞力的網絡通信系統攻擊時，能夠在攻擊后自動恢復安全的網絡通信的速度。通過不斷改進軍事策略，大力提高在軍事行動中決策者對數據資產的可見性，不斷完善在預測風險方面的容忍度持續增強彈性，使網絡通信系統在能夠自覺適應正在發生的或即將發生的變化[7]。為了確保通信數據安全，我們必須使用新技術提升自己的彈性能力，當然，對于核心資產性能的監控將依靠專業團隊執行，同時還需要監控對 IT的依賴性，因為網絡中斷所導致的問題不能忽視，并且要吸取網絡中斷所獲得的經驗和教訓并且能夠持續的重新設計其軍事策略。對于先進的通信網絡威脅，我們要對其擁有捕獲能力，這些捕獲能力的實現可以通過流程編排和自動化路徑來實現?；诖?，軍事組織應該從傳統的災難恢復轉向作業持續模式，最終轉向彈性設計。彈性設計可以保護軍事通信網絡組織和運營系統在遭受黑客攻擊后迅速恢復。

2.1 改進數據可見性

高彈性軍事組織一直在追蹤其數據資產和流程，并分析這些資產和流程如何影響軍事行動的核心作業。這就需要軍方在業務合作方面，尤其是在與一系列的非軍方供應商的合作中，在彈性方面落后的軍事組織要加快追趕步伐，構建組織自動化模式并實時監控其資產清單去映射過程，提高其網絡的持續性和精準方面的可見性，進而解決自動化武器系統在運營中的漏洞[8]。

2.2 測試容忍度

我們應該著眼大局，評估風險等級并了解自己在處理風險時候的容忍度。如果關鍵作業在遭受黑客攻擊而中斷時，我們要利用沖擊的容忍度，評估攻擊造成的最大影響以便保護自己。當然，在面臨黑客攻擊時，甚至關鍵作業也會陷入危險境地。這就需要我們通過識別關鍵作業，運用指標定義其在應對風險時候的容忍度，進而通過測試關鍵作業的容忍度并將測試結果反饋給相關作業以應對持續變化的威脅。針對可能發生意外事件對AI系統編程或改編，這將反映了 AI系統行為的不確定性，也超出軍方的容忍范疇。所以，在可靠性方面，AI應用于軍方的實現會更加困難。同樣，可解釋性也是 AI系統應用于軍事當中的一大挑戰。特別是對于軍事組織系統，可靠性與使人相信的可解釋性同等重要。例如，AI系統以它獨特的方式可以躲避敵方雷達，但是不能解釋為什么會作出這樣選擇的時候，我們人類自然不會相信它。戰爭是高度競爭性行為，不論和平還是戰時，情報機構無不試圖入侵并摧毀潛在的敵方行動。至于軍方何時會啟用 AI系統？答案是除了完成某一特定任務，軍方對以 AI為基礎的系統缺乏信任。在技術開發階段，測試揭示潛在的安全，但是在特定條件下，有些安全風險是可以接受的，這就需要權衡。例如，在某一特定沖突時，如果軍方認為有更大的失敗風險時，就自然會接受AI優勢系統；然而，如果沖突風險較低時，或者更大概率的能夠在低技術風險下獲得勝利，這樣 AI系統就會被延遲部署，直到軍方認為 AI系統比現有系統更可靠。每當新技術誕生，人們都會擔心其可靠性，但是 AI時代已經來臨并將會重塑全球軍事。

2.3 完善網絡安全和實施

持續改進我們的作業路徑，通過改進數據資產使其更加可見和測試容忍度，持續增強我們的組織彈性，同時，技術在持續的變化，我們要適應這種變化。毫無疑問的是，任何系統都有其潛在的漏洞，這并非 AI系統獨有，AI智能引擎有可能會遭到入侵或破壞，這并非 AI本身導致，網絡安全也發揮這種作用，這也是我們采取的基于“零信任”彈性設計的原因，目的是將網絡安全置于 AI系統的核心地位。

3 結束語

AI在應用于軍事領域時，需要關注構建 AI系統安全的基礎，零信任構架將推動 AI網絡通信系統安全措施時采用；彈性設計將 AI自動武器系統在預防或者安全度過極度破壞力的網絡運行系統攻擊時能夠在攻擊后迅速恢復；完善和實施能以極速的行動力解決來自對系統攻擊的潛在和正在發生的威脅。這三點將構建了 AI自動武器通信網絡系統可靠的戰略基礎，確保軍方能夠部署較為可靠的 AI自動武器系統，體驗這一強大技術的潛在力量。